摘 要
近年来现代化建设颇具成效。城市发展建设作为现代化建设的重要一角，不仅仅在城市定位、技术革新、降低能耗等方面努力争先， 也在文化建设方面大放异彩。而智能楼宇作为高质量生活不可或缺的一环，智能照明也随之变得格外重要，利用先进的科学技术，实现对照明的智能化、人性化成为大势所趋。
在研究了目前家智能楼宇照明系统的基础上，总结了过往传统照明所存在的不足之处，发现传统照明存在能耗大、成本高、使用寿命短等问题。为解决这一问题，翻阅了大量国内外相关文献， 设计一套基于STM32的楼宇照明控制系统，该系统选用STM32系列单片机为主控芯片，对光照强度、以及所处的环境是否有人来进行实时监测，以此来 决定此时是否需要开灯或者关灯。并且可以利用无线传输的方法，把硬件模块的数据实时发送到云平台，这样就能 实现在硬件模块和手机APP之间建立连接，成功完成数据传输。
本篇文章，首先在网络以及书店中查阅了大量的国内外相关研究文献，对楼宇照明控制系统的国内外历程和典 型案例做了简单的描述。然后经过对比分析、理论研究，确定了本次的设计目标，设计出操作方案，画出系统总体原理框图。紧接着，对所用到的重要元芯片、元器件的性能参数总结整理，并且结合各自的特性在平台上绘制了电 路原理图，保证其接线的准确性，确认上位机工作流程。完成对软件硬件进行联合测试，保证其正常运行，实现目标功能。
关键词：智能照明；STM32；无线传输
第二章楼宇照明控制系统的设计方案
2.1设计目标
本次设计的思路是：以STM32F103C8T6为主要控制芯片， 结合四线制光敏电阻传感器、HC-SR501人体红外传感 器、ESP8266 WiFi模块以及WS2812B 彩灯模块，并且设计手机APP终端控制，使其APP具有数据收集、数据处理、数 据发送等功能。能够实现检测室内有无人，光照是否充足，在无人且自然光充足时，可以自动关闭照明灯，在有人 到来且自然光照不足时，自动打开照明灯的功能。使得整体灯光亮度与光照强度有关，并且可以通过自动控制和手 动控制相结合的方式实现对室内照明的智能化控制。此外，可以通过APP实时显示光强输入，人体状态，控制灯光亮 度，还可以通过APP动态设定天黑阈值。
2.2系统原理框图
如下图2-2为系统总体原理框图。首先供电模块给其他模块提供稳定的电源，以STM32为主要控制芯片，与四线 制光敏电阻传感器、HC-SR501人体红外传感器、ESP8266 WiFi模块、WS2812B 彩灯模块以及控制系统相结合，这就是本课题最基本的系统原理框图。
2.3系统硬件选择
2.3.1主控芯片选择
STM32F103C8T6是一款基于ARM 32位的Cortext M3内核的单片机，针脚数为四十八，如图2-3-1所示，这个单片 机对于数据的运算能力还有数据处理能力都是非常高的，而且还有购买成本低、能耗也非常小等优势，是目前STM32 系列里面最出色的一个。设计本实验，必不可少的就是时钟芯片，它对于整个实验的作用非常大，如果采用气体单 片机还需要额外连接一个时钟芯片，但是如果采用STM32F103C8T6单片机，本身就会自带一个RTC时钟模块，这样就 可以减少实验步骤，节约实验成本，非常方便实用。所以这个芯片特别适合本实验的要求。如下表2-3-1为芯片主要 STM32F103C8T6芯片主要参数
第三章 楼宇照明控制系统的硬件设计
3.1系统总体电路设计
楼宇照明控制系统主要由STM32主控芯片，人体红外传感器，光敏电阻传感器， WiFi通信模块和继电器执行模
块等若干部分组成。总体电路原理图如图3-1所示。
图3-1 系统总体电路图
第四章 楼宇照明控制系统的软件设计
4.1系统的总体程序设计
如下图4-1所示为系统的总体程序设计流程图。单片机STM32上电进行初始化，主函数运行，检测是否由中断指 令，如没有则返回主函数运行，如有中断指令，则会有定时器启动中断函数， 并且启动检测函数，传感器采集数 据，将采集到的数据发送到串口，此时在检测是否有中断指令，如没有则执行自动调节函数，如有择开启中断，解 析上位机命令，如上位机有控制命令，则执行控制命令，然后再返回主函数运行，如上位机没有控制命令，则将数 据存放入缓存区，并将缓存数据发送到串口。
图4-1 系统的总体程序设计流程图
第五章 楼宇照明控制系统的联合调试
5.1硬件测试
在完成上述掌控章节的智能照明的电路原理图设计后，准备好焊接工具以及所需的元器件，进行实物焊接。焊 完完成后的系统整体实物图如图5-1所示。
硬件测试过程：接通电源，此时四线制光敏电阻传感器绿色指示灯亮起，STM32主控芯片红色和蓝色指示灯亮 起，WiFi模块蓝色指示灯亮起，经测试，硬件电路可以实现基本功能，满足设计要求。
图5-1 系统整体焊接实物图
5.2 软件测试
测试在上电的情况下，是否能实现目标功能，在无人且自然光充足时，可以自动关闭照明灯，如图5-3所示， 在有人到来且自然光照不足时，自动打开照明灯，如图5-4所示：
光照充足且无人的状态下
光照不足且有人状态下
接下来就是通过APP控制模块，首先设置一个能够上网的热点，4G手机或者家里的WiFi都可以，本次使用的是手 机热点，设置热点名称与密码，与代码中的名称密码相一致，然后给硬件上电，等待几秒钟以后就会自动连接。
总结
本设计的硬件完成了以STM32F103C8T6为主要控制芯片，结合四线制光敏电阻传感器、HC-SR501人体红外传感 器、ESP8266 WiFi模块以及WS2812B 彩灯模块的整体焊接，软件完成了程序的编写，APP的布局设计，全部实现了任 务书的设计要求。智能照明作为人们居家生活、办公等必不可少的设施，一款智能化、人性化、节能化的照明灯能 更加方便人们的生活，而且也顺应了国家发展趋势，减少了人们在日常生活中不经意间对资源的浪费，为国家绿色 可持续发展贡献一份力量。
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